package com.gxc.graph;

import java.util.*;

/**
 * 最小基因变化
 * 基因序列可以表示为一条由 8 个字符组成的字符串，其中每个字符都是 'A'、'C'、'G' 和 'T' 之一。
 *
 * 假设我们需要调查从基因序列 start 变为 end 所发生的基因变化。一次基因变化就意味着这个基因序列中的一个字符发生了变化。
 *
 * 例如，"AACCGGTT" --> "AACCGGTA" 就是一次基因变化。
 * 另有一个基因库 bank 记录了所有有效的基因变化，只有基因库中的基因才是有效的基因序列。（变化后的基因必须位于基因库 bank 中）
 *
 * 给你两个基因序列 start 和 end ，以及一个基因库 bank ，请你找出并返回能够使 start 变化为 end 所需的最少变化次数。如果无法完成此基因变化，返回 -1 。
 *
 * 注意：起始基因序列 start 默认是有效的，但是它并不一定会出现在基因库中。
 */
public class MinMutation {

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(minMutation("AACCGGTT", "AAACGGTA", new String[]{"AACCGGTA","AACCGCTA","AAACGGTA"}));
        System.out.println("--------");
    }

    public static int minMutation(String startGene, String endGene, String[] bank) {
        //构成图
        ArrayList<Integer>[] graph = new ArrayList[bank.length];
        for (int i = 0; i < graph.length; i++) {
            graph[i] = new ArrayList<Integer>();
        }

        int endIndex = -1;
        for (int i = 0; i < bank.length; i++) {
            if (bank[i].equals(endGene)) endIndex = i;
            for (int j = i+1; j < bank.length; j++) {
                if (judge(bank[i], bank[j])) {
                    graph[i].add(j);
                    graph[j].add(i);
                }
            }
        }
        if (endIndex == -1) return -1;
        //bfs
        boolean[] visit = new boolean[bank.length];
        Queue<Integer> queue = new LinkedList<>();
        for (int i = 0; i < bank.length; i++) {
            if (judge(bank[i], startGene)) {
                queue.add(i);
                visit[i] = true;
            }
        }

        int step = 1;
        while (!queue.isEmpty()) {
            int size = queue.size();
            for (int i = 0; i < size; i++) {
                Integer cur = queue.poll();
                if (cur == endIndex) {
                    return step;
                }
                for (int j = 0; j < graph[cur].size(); j++) {
                    Integer next = graph[cur].get(j);
                    if (!visit[next]) {
                        queue.add(next);
                        visit[next] = true;
                    }
                }
            }
            step++;
        }
        return -1;
    }

    public static boolean judge(String a, String b) {
        int n = 0;
        for (int i = 0; i < a.length(); i++) {
            if (a.charAt(i) != b.charAt(i)) n++;
        }
        return n==1;
    }

}
